JPH0274893A - 被検出物体の有無検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は発光素子と受光素子を用い、受光素子を流れる
電流によって、発光素子から受光素子へ入射する光を遮
断する物体が有るか否かを検出する装置の改良に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、この種の検出装置は、第３図に示すように構成さ
れていた。すなわち、発光ダイオード（１）に電流制限
抵抗（２）で制限された一定電流Ｉｄを流すことによっ
て発光ダイオード（１）からフォトトランジスタ（３）
の光（４）を発射する。そしてフォトトランジスタ（３
）および電流制限抵抗（５）を介して出力用トランジス
タ（６）のベース・エミッタに流れる電流ＩＱを増幅し
て出力端子（７）に現われる第４図に示すようなり、Ｈ
レベルの検出信号を出力する。この検出出力によって発
光ダイオード（１）とフォト１−ランジスタ（３）の間
に光（４）を遮断する被検出物体（８）が有るか否かを
検出していた。（９）はＶｃｃ直流電源端子、（１０）
は接地端子、（１１）は抵抗である。

［発明が解決しようとする課題］ 第３図に示す実施例では、被検出物体（８）の位置に関
係なく、発光ダイオード（１）を流れる電流■ｄが一定
であるので、被検出物体（８）が光（４）の遮断を開始
してから遮断を終るまでの間、振動等で安定して移動し
ない場合や外部から電気的ノイズが入った場合に出力端
子（７）に現われる検出信号がチャタリング状態となり
誤動作の原因になるという問題があった。すなわち、被
検出物体（８）が光（４）を遮断しないＸ＝Ｘ、の図示
の位置からＸ方向に移動し、Ｘ＝Ｘ１で光（４）の遮断
を開始し、Ｘ：Ｘ２で光（４）の光景のほぼ半分を遮断
し、Ｘ＝Ｘ３で遮断を終了して図示の鎖線で示す位置に
至り、または逆に鎖線で示す位置から移動して実線で示
す位置に至るものとすると、出力端子（７）に現われる
検出出力は第４図の如くなる。このため、被検出物体（
８）が光（４）の光量のほぼ半分を遮断しているＸ＝Ｘ
、の位置において、振動等で安定した移動をしなかった
り、外部から電気的ノイズが入ると、検出出力がチャタ
リング状態となり易い。

このようなチャタリングによる誤動作を防止するため、
従来は、出力端子（７）にシュミットトリガ回路等を結
合しなければならなかったので、回路構成が複雑になり
、装置を低価格化、小形化しにくいという問題点があっ
た。

本発明は上述の問題点に鑑みなされたもので、シュミッ
トトリガ回路のような特別の回路を付加することなく、
チャタリングによる誤動作を防止できる被検出物体の有
無検出装置を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、発光素子に電流を流すことによってこの発光
素子から光を発射し、受光素子を流れる電流によって、
発光素子から前記受光素子へ入射する光を遮断する被検
出物体が有るか否かを検出する装置において、前記受光
素子の電流流入側を前記発光素子の電流流出側に結合し
てなることを特徴とするものである。

［作用］ （イ）まず、受光素子を流れる電流ＩＱが大から小に変
化して検出出力が一方（例えばＬ）から他方（例えばＨ
）に変化する作用について説明する。発光素子と受光素
子の間に被検出物体がなく発光素子から発射した光が受
光素子に十分に入射しているときは、受光素子には出力
用トランジスタ等を作動し得る（例えばオンし得る）に
十分な電流ｘｑが流れており、検出出力は一方（例えば
Ｌ）の状態にある。そして、この電流Ｉ９が発光素子を
流れる電流Ｉｄに加算されているので１発光素子を流れ
る電流が増加し、発光素子の発光強度は従来例より増加
する。

このため、被検出物体が移動して受光素子に入射する光
の光量をほぼ半分に減じて、従来例では出力用トランジ
スタ等を不作動（例えばオフ）にし得る位置にきても、
発光素子の発光強度が大きく受光素子を流れる電流Ｉｑ
が従来例より大きいので出力用トランジスタ等は作動を
続は検出出力の状態は変らない。そして、被検出物体が
さらに移動して受光素子に入射する光の光量が半分以下
の所定量（例えば＋）になって出力用トランジスタ等を
不作動（例えばオフ）にし得る位置にくると、受光素子
を流れる電流ＩＱが急減し、出力用トランジスタ等は一
気に不作動状態（例えばオフ状態）となり検出出力は一
気に他方（例えばＨ）の状態に変化する。なぜなら、受
光素子を流れる電流ＩＱが減少すると、これに追従して
発光素子を流れる電流Ｉｄも減少し発光素子の発光強度
も減少していくので、受光素子を流れる電流■９の減少
が加速されるからである。

（ロ）つぎに、受光素子を流れる電流■９が小から大に
変化して、検出出力が他方（例えばＨ）から−方（例え
ばＬ）に変化する作用について説明する。

発光素子と受光素子の間に被検出物体があるときは受光
素子を流れる電流Ｉ９は僅かであるので、出力用トラン
ジスタ等を不作動として検出出力は他方（例えばＨ）の
状態にある。そして発光素子を流れる電流Ｉｄは従来例
と同様にほぼ一定であり発光強度も増加していない。

このため、被検出物体が移動して受光素子に入射する光
の光量が半分以下の所定量（例えば＋）にまで増えて、
前記（イ）の変化点をひき起こす位置まできても、受光
素子に入射する光の発光強度が増加していないので、受
光素子を流れる電流Ｉｑは出力用トランジスタ等を作動
して検出出力の状態を変えるほど大きくなっていない。

そして、被検出物体がさらに移動して受光素子に入射す
る光の光量がほぼ半分にまで増える位置にくると、受光
素子を流れる電流工９が急増し、出力用トランジス夕等
は一気に作動状態（例えばオン状態）となり、検出出力
は一気に一方（例えばＬ）の状態に変化する。なぜなら
、受光素子へ入射する光量が増加して電流ＩＱが所定値
近くに増加し始めると１発光素子を流れる電流工９も増
加し、受光素子を流れる電流Ｉｑの増加が加速されるか
らである。

上述の（イ）（ロ）から明らかなように、検出出力は、
一方（Ｌ）から他方（Ｈ）に、および他方（Ｉ−Ｉ）か
ら一方（Ｌ）にそれぞれ−気に変化するとともに、それ
ぞれの変化点に対応した被検出物体の位置に差があるヒ
ステリシス特性を有する。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示すもので、第３図と同一
部分は同一符号とする。第１図において、（１）は発光
素子として発光ダイオードで、この発光ダイオード（１
）のアノードはＶｃｃ電源端子（９）に結合され、カソ
ードは電流制限抵抗（２）を介して接地端子（１０）に
結合されている。（３）は受光素子としてのフォトトラ
ンジスタで、このフォトトランジスタ（３）の電流流入
側であるコレクタは前記発光ダイオード（１）の電流流
出側であるカソードに結合され、エミッタは電流制限抵
抗（５）を介して出力用トランジスタ（６）のベースに
結合されている。この出力用トランジスタ（６）のコレ
クタは出力端子（７）に結合されるとともに、抵抗（１
１）を介して前記電源端子（９）に結合され、エミッタ
は前記接地端子（１０）に結合されている。（８）は、
前記発光ダイオード（１）から発射した光が前記フォト
トランジスタ（３）に入射するのを遮断して移動するこ
との可能な被検出物体である。

つぎに前記実施例の作用を第２図を併用して説明する。

（イ）まず、被検出物体（８）が第１図中の実線で示す
位置から鎖線で示す位置に移動し、出力端子（７）に現
われる検出出力がＬからＨに変って被検出物体（８）が
発光ダイオード（１）とフォトトランジスタ（３）の間
に有ることを検出する作用について説明する。被検出物
体（８）が実線で示す位置、Ｘ＝Ｘ０の位置にあるとき
は、発光ダイオード（１）から発射した光（４）は全て
フォトトランジスタ（３）に入射し、フォトトランジス
タ（３）には出、刃用トランジスタ（６）をオンし得る
電流Ｉｑが流れているので、出力端子（７）に現われる
検出出力はＬレベルである。このとき、発光ダイオード
（１）には発光用に流れていた電流Ｉｄにフォトトラン
ジスタ（３）を流れる電流Ｉ９を加算した電流が流れて
いるので、発光強度が従来例より増加している。

このため、被検出物体（８）が、フォトトランジスタ（
３）に入射する光（４）の光量をほぼ半分に減少させる
Ｘ＝Ｘ、の位置にきても、電流工９は出力用トランジス
タ（６）をオフさせるまでには減少していない。したが
って出力端子（７）に現われる検出出力はＬレベルを継
続する。そして、被検出物体（８）がｘ２とＸｌの間の
所定の位置にきてフォトトランジスタ（３）に入射する
光（４）の光量が半分以下の所定量（例えば＋）になっ
て電流Ｉ９が所定値以下に減少すると１発光ダイオード
（１）の発光強度もこれに追従して低下し、電流Ｉ９の
減少が加速され、出力用トランジスタ（６）は−気にオ
フ状態に変化し、検出出力はＨレベルに変化する。

（ロ）つぎに、被検出物体（８）が第１図中の鎖線で示
す位置から実線で示す位置に移動し、検出出力がＨから
Ｌに変って被検出物体（８）が発光ダイオード（１）と
フォトトランジスタ（３）の間にないことを検出する作
用について説明する。

被検出物体（８）が鎖線で示す位置、Ｘ＞Ｘ、の位置に
あるときは１発光ダイオード（１）から発射した光（４
）は被検出物体（８）で完全に遮断され、フォトトラン
ジスタ（３）を流れる電流工９は、出力用トランジスタ
（６）をオンし得ない僅かであるので。

出力端子（７）に現われる検出出力はＨレベルである。

このとき、発光ダイオード（１）を流れる電流工ｄは従
来例とほぼ同じ一定値であり、その発光強度も従来例と
ほぼ同じである。このため、被検出物体（８）がＸ方向
と逆の方向に移動し、前記（イ）においてフォトトラン
ジスタ（３）をオンからオフに変化させたＸ２とｘ３の
間の所定の位置にきてフォトトランジスタ（３）に入射
する光（４）の光量が半分以下の所定量（例えば＋）に
増えても、電流Ｉ９は出力用トランジスタ（６）をオン
させる程増加していない。そして、被検出物体（８）が
さらに移動してＸ＝Ｘ２近くの位置にきてフォトトラン
ジスタ（３）に入射する光（４）の光量がほぼ半分位に
増加して電流Ｉ９が出力用トランジスタ（６）をオンし
得る値まで増加すると、これに追従して発光ダイオ−・
ド（１）の発光強度も増加し、電流Ｉｑの増加が加速さ
れ、出力用トランジスタ（６）は−気にオン状態に変化
し、検出出力は一気にＬレベルに変化する。

上述の（イ）（ロ）から明らかなように、検出出力は一
気にＬからＨへ、−気にＨからＬへ変化するとともに、
それぞれの変化点に対応した被検出物体（８）の位置（
Ｘ　Ｚとｘ３の間とＸ２近く）に差があるヒステリシス
特性を有する。

［発明の効果］ 本発明による被検出物体の有無検出装置は、上記のよう
に、従来の回路にシュミットトリガ回路のような特別の
回路を付加せずにチャタリングによる誤動作を防止でき
るように構成したので、従来のようにチャタリングによ
る誤動作を防止するためにシュミットトリガ回路等のよ
うな特別の回路を付加する必要がなく、回路構成が簡単
になり、装置の低価格化、小形化を図ることが容易とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による被検出物体の有無検出装置の一実
施例を示す電気回路図、第２図は第１図の作用を説明す
る特性図、第３図は従来例を示す電気回路図、第４図は
第３図の作用を説明する特性図である。 （１）・・・発光ダイオード（発光素子）、　（３）・
・・フォトトランジスタ（受光素子）、　（４）・・・
光、（６）・・・出力用トランジスタ、（７）・・・出
力端子、（８）・・・被検出物体。 出願人　　株式会社ユタ力電機製作所 第　　１ 図 第　　２ 図 第　　３ 図 第　　４ 図 ］ １ｘ２Ｘ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光素子に電流を流すことによってこの発光素子
   から光を発射し、受光素子を流れる電流によって、発光
   素子から前記受光素子へ入射する光を遮断する被検出物
   体が有るか否かを検出する装置において、前記受光素子
   の電流流入側を前記発光素子の電流流出側に結合してな
   ることを特徴とする被検出物体の有無検出装置。